JP2007327919A - Surface potential measuring device - Google Patents

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JP2007327919A JP2006161404A JP2006161404A JP2007327919A JP 2007327919 A JP2007327919 A JP 2007327919A JP 2006161404 A JP2006161404 A JP 2006161404A JP 2006161404 A JP2006161404 A JP 2006161404A JP 2007327919 A JP2007327919 A JP 2007327919A
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surface potential
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Keiji Matsumoto
圭二 松本
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KAWAGUCHI ELECTRIC WORKS
Kawaguchi Electric Works Co Ltd
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KAWAGUCHI ELECTRIC WORKS
Kawaguchi Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface measuring device capable of measuring even a small surface potential, concerning a surface potential measuring device for measuring the surface potential of a measuring object. <P>SOLUTION: This surface potential measuring device for measuring the surface potential of the measuring object has a measuring electrode provided oppositely to the measuring object, a driving part for displacing the distance between the measuring object and the measuring electrode, and a measuring part for measuring the surface potential of the measuring object based on a voltage generated in the measuring electrode. The device has a characteristic wherein the driving part has a constitution for displacing the measuring electrode by a piezo actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は表面電位計測装置に係り、特に、測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置に関する。   The present invention relates to a surface potential measuring device, and more particularly to a surface potential measuring device that measures a surface potential of a measurement target.

半導体や絶縁体等の表面の静電気を測定するための装置として表面電位測定装置が開発されている。測定対象の表面電位を測定する際に、一般のテスター、電圧計など測定対象にプローブを接触させて測定を行う接触型の電位計を用いると、測定対象に帯電した電荷が電位計側に放電してしまい、測定対象に電荷が帯電した状態での表面電位の測定は行えなかった。このため、非接触型の表面電位測定装置が開発されている(例えば、特許文献1、2参照)。   A surface potential measuring device has been developed as a device for measuring static electricity on the surface of a semiconductor or an insulator. When measuring the surface potential of a measurement target, use a contact-type electrometer, such as a general tester or voltmeter, to measure the surface by contacting the probe with the measurement target. As a result, the surface potential cannot be measured in a state in which the object to be measured is charged. For this reason, non-contact type surface potential measuring devices have been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図5は非接触型表面電位測定装置の原理ブロック構成図を示す。   FIG. 5 shows a principle block diagram of a non-contact type surface potential measuring device.

非接触型の表面電位測定装置10は、測定対象11に非接触状態で、測定電極12を対向させ、測定電極12を矢印Z方向に変位させることによって、測定電極12と測定対象11との間の距離Lを変位させる。測定電極12と測定対象11との間の距離Lを変位させることによって、測定電極12と測定対象11との間の静電容量が変化し、これによって、負荷Rに交流電流が流れる。 The non-contact type surface potential measuring apparatus 10 is configured so that the measuring electrode 12 is opposed to the measuring object 11 in a non-contact state, and the measuring electrode 12 is displaced in the arrow Z direction, whereby the measuring electrode 12 and the measuring object 11 are displaced. The distance L is displaced. By displacing the distance L between the measurement electrode 12 and the measurement object 11, the capacitance between the measurement electrode 12 and the measurement object 11 changes, whereby an alternating current flows through the load RL .

これによって、非接触で測定対象11に直流的に帯電している電荷を測定することが可能となる。このとき、従来の表面電位測定装置10では、測定電極12の変位方式として電磁振動方式及び音叉振動方式が用いられていた。電磁振動方式及び音叉振動方式では、測定電極12の測定対象11に対する変位の周波数、すなわち、振動の周波数が200Hz程度であった。
特開平07−244103号公報 特開2000−65878号公報
As a result, it is possible to measure the electric charge that is directly charged to the measurement object 11 in a non-contact manner. At this time, in the conventional surface potential measuring device 10, the electromagnetic vibration method and the tuning fork vibration method are used as the displacement method of the measurement electrode 12. In the electromagnetic vibration method and the tuning fork vibration method, the frequency of displacement of the measuring electrode 12 with respect to the measurement object 11, that is, the frequency of vibration was about 200 Hz.
JP 07-244103 A JP 2000-65878 A

しかるに、従来の表面電位測定装置は、電磁振動方式及び音叉振動方式が用いられていたため、測定電極12の振動、すなわち、測定対象11に対する変位の周波数が200Hzであった。   However, since the conventional surface potential measuring apparatus uses the electromagnetic vibration method and the tuning fork vibration method, the vibration of the measurement electrode 12, that is, the displacement frequency with respect to the measurement object 11 is 200 Hz.

測定対象11と測定電極12との静電容量をCは、
C=εS/d〔F〕 ・・・(1)
ε:誘電率
d:測定電極と測定対象との距離
で表せる。
The capacitance of the measurement object 11 and the measurement electrode 12 is C,
C = εS / d [F] (1)
ε: dielectric constant d: expressed by the distance between the measurement electrode and the measurement object.

ここで、測定電極12を正弦波sinωtで交流振動させると、静電容量Cは、
C=C・sinωt〔f〕 ・・・(2)
:測定電極12が最も近接したときの静電容量
で表せる。
Here, when the measurement electrode 12 is AC-oscillated with a sine wave sinωt, the capacitance C is
C = C m · sinωt [f] (2)
C m : can be expressed by a capacitance when the measurement electrode 12 is closest.

一方、負荷Rに流れる電流iは、
i=dQ/dt=(dv/dt)・C+(dC/dt)・E ・・・(3)
で表せる。
On the other hand, the current i flowing through the load RL is
i = dQ / dt = (dv / dt) .multidot.C + (dC / dt) .multidot.E (3)
It can be expressed as

ここで、
(dv/dt)・C=0
とすると、式(3)は
i=(dC/dt)・E ・・・(4)
と表すことができる。
here,
(Dv / dt) · C = 0
Then, equation (3) becomes i = (dC / dt) · E (4)
It can be expressed as.

ここで、式(4)の静電容量Cは式(2)であるとすると、式(4)は、
i=ωC・cosωt・E ・・・(5)
で表せる。
Here, assuming that the capacitance C of the equation (4) is the equation (2), the equation (4) is
i = ωC m · cosωt · E (5)
It can be expressed as

ここで、信号の振幅だけを考慮すると、
i=ωC・E ・・・(6)
で表せる。このため、式(6)から検出可能な表面電位は、ω、すなわち、振動周波数により決定されている。
Here, considering only the amplitude of the signal,
i = ωC m · E (6)
It can be expressed as For this reason, the surface potential detectable from the equation (6) is determined by ω, that is, the vibration frequency.

従来の電磁振動方式及び音叉振動方式を用いた表面電位測定装置では、振動周波数が200Hzであり、数百V程度の表面電位を測定可能とされていた。   In the conventional surface potential measuring apparatus using the electromagnetic vibration method and the tuning fork vibration method, the vibration frequency is 200 Hz, and a surface potential of about several hundred volts can be measured.

一方、半導体ウェハなどでは、その製造工程によって発生する数mV〜数Vの表面電位を測定することが要求されており、従来の表面電位測定装置では対応できなかった。   On the other hand, for semiconductor wafers and the like, it is required to measure a surface potential of several mV to several V generated by the manufacturing process, and conventional surface potential measuring devices cannot cope with it.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小さい表面電位までも測定できる表面測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a surface measuring apparatus capable of measuring even a small surface potential.

本発明は、測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置において、測定対象に対向して設けられる測定電極と、測定対象と測定電極との距離を変位させる駆動部と、測定電極に発生する電圧に基づいて測定対象の表面電位を測定する測定部とを有し、駆動部は、ピエゾアクチュエータにより測定電極を変位させる構成とされていることを特徴とする。   The present invention relates to a surface potential measuring device for measuring a surface potential of a measurement target, a measurement electrode provided opposite to the measurement target, a drive unit for displacing the distance between the measurement target and the measurement electrode, and the measurement electrode. And a measurement unit that measures the surface potential of the measurement object based on the voltage, and the drive unit is configured to displace the measurement electrode using a piezoelectric actuator.

駆動部はピエゾアクチュエータを駆動する駆動回路を有し、測定部は測定電極の電位を増幅する増幅回路と、駆動回路からピエゾアクチュエータの駆動信号に同期した同期信号が供給されており、同期信号と増幅回路の出力信号との位相差を検出する位相検波器と、位相検波器の出力信号に基づいて測定対象の表面電位に応じた信号を出力する出力回路とを有することを特徴とする。測定部は出力回路の出力信号に応じた帰還電圧を測定電極に帰還する帰還回路を有することを特徴とする。   The drive unit has a drive circuit that drives the piezo actuator, the measurement unit is supplied with an amplification circuit that amplifies the potential of the measurement electrode, and a synchronization signal that is synchronized with the drive signal of the piezo actuator from the drive circuit. A phase detector that detects a phase difference from the output signal of the amplifier circuit, and an output circuit that outputs a signal corresponding to the surface potential of the measurement object based on the output signal of the phase detector. The measurement unit includes a feedback circuit that feeds back a feedback voltage corresponding to the output signal of the output circuit to the measurement electrode.

また、本発明は、測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置において、測定対象に対向して設けられ、一定電位が印加される測定電極と、測定対象と前記測定電極との距離を変位させる駆動部と、測定対象に接触する固定電極とを有し、測定対象に発生する電圧に基づいて測定対象の表面電位を測定する測定部とを有し、駆動部はピエゾアクチュエータにより測定電極を変位させる構成とされていることを特徴とする。   Further, the present invention provides a surface potential measuring apparatus for measuring a surface potential of a measurement object, and is provided so as to be opposed to the measurement object, and a distance between the measurement object and the measurement electrode is changed. And a measurement unit that measures a surface potential of the measurement object based on a voltage generated in the measurement object, and the drive unit uses the piezoelectric actuator to measure the measurement electrode. It is the structure made to displace, It is characterized by the above-mentioned.

駆動部はピエゾアクチュエータを駆動する駆動回路を有し、測定部は測定電極部の電位を増幅する増幅回路と、駆動回路からピエゾアクチュエータの駆動信号に同期した同期信号が供給されており、同期信号と増幅回路の出力信号との位相差を検出する位相検波器と、位相検波器の出力信号に基づいて測定対象の表面電位に応じた信号を出力する出力回路とを有することを特徴とする。測定部は、出力回路の出力信号に応じた帰還電圧を固定電極に帰還する帰還回路を有することを特徴とする。   The drive unit has a drive circuit that drives the piezoelectric actuator, the measurement unit is supplied with an amplification circuit that amplifies the potential of the measurement electrode unit, and a synchronization signal that is synchronized with the drive signal of the piezoelectric actuator from the drive circuit. And a phase detector for detecting a phase difference between the output signal of the amplifier circuit and an output circuit for outputting a signal corresponding to the surface potential of the measurement object based on the output signal of the phase detector. The measurement unit includes a feedback circuit that feeds back a feedback voltage corresponding to the output signal of the output circuit to the fixed electrode.

本発明によれば、駆動部により測定対象に対向して設けられる測定電極と測定電極と測定対象との距離を変位させ、測定電極に発生する電圧に基づいて測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置において、駆動部をピエゾアクチュエータにより構成することにより、測定電極を高周波数で変位させることができるため、出力レベルを上昇させることができ、これによって、測定感度を向上させることができる。   According to the present invention, the surface which measures the surface potential of the measurement object based on the voltage generated at the measurement electrode by displacing the distance between the measurement electrode provided opposite to the measurement object by the drive unit and the measurement electrode and the measurement object. In the potential measurement device, by configuring the drive unit with a piezo actuator, the measurement electrode can be displaced at a high frequency, so that the output level can be increased, and thereby the measurement sensitivity can be improved.

図1は本発明の一実施例のブロック構成図、図2は本発明の一実施例の駆動部の断面図を示す。   FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a drive unit of an embodiment of the present invention.

本実施例の表面電位測定装置100は、測定対象の表面電位を測定する装置であり、測定電極111、駆動部112、測定部113から構成されている。測定電極111は、測定対象101に対向して設けられており、駆動部112によって測定対象101との距離Lが変位可能とされている。   The surface potential measuring apparatus 100 according to the present embodiment is an apparatus that measures a surface potential of a measurement target, and includes a measurement electrode 111, a driving unit 112, and a measuring unit 113. The measurement electrode 111 is provided to face the measurement object 101, and a distance L between the measurement electrode 111 and the measurement object 101 can be displaced by the driving unit 112.

駆動部112は、ピエゾアクチュエータ121、ドライバ122、発振回路123を含む構成とされている。   The drive unit 112 includes a piezo actuator 121, a driver 122, and an oscillation circuit 123.

ピエゾアクチュエータ121は、図2に示すようにピエゾ素子151、揺動部材152、弾性部材153、ケース154を含む構成とされている。   As shown in FIG. 2, the piezo actuator 121 includes a piezo element 151, a swinging member 152, an elastic member 153, and a case 154.

ピエゾ素子151は、チタン酸・ジルコン酸・鉛(Pb(Zr,Ti)O3)等のエレクトロストリクティブ (電歪)セラミックなどからなり、電極を挟んで積層した構成とされている。この圧電材料に、電圧を印加することにより、逆ピエゾ圧電効果により、圧電材料が矢印Z1、Z2方向に伸張する。ピエゾ素子151には、ドライバ122から駆動信号が供給され、駆動される。 The piezo element 151 is made of an electrostrictive (electrostrictive) ceramic such as titanic acid, zirconic acid, lead (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or the like, and is laminated with electrodes interposed therebetween. By applying a voltage to this piezoelectric material, the piezoelectric material expands in the directions of arrows Z1 and Z2 due to the reverse piezoelectric effect. A drive signal is supplied from the driver 122 to the piezo element 151 and driven.

ピエゾ素子151の一端は、ケース154に固定され、他端は揺動部材152が取り付けられている。ケース154は、固定用アーム161に固定されている。ピエゾ素子151には、ドライバ122から駆動信号が供給される。ピエゾ素子151は、ドライバ122から供給される駆動信号により駆動され、矢印Z1、Z2方向に伸張する。   One end of the piezo element 151 is fixed to the case 154, and a swing member 152 is attached to the other end. The case 154 is fixed to the fixing arm 161. A drive signal is supplied from the driver 122 to the piezo element 151. The piezo element 151 is driven by a drive signal supplied from the driver 122, and expands in the directions of arrows Z1 and Z2.

ピエゾ素子151が矢印Z1、Z2方向に伸張することによって揺動部材152は矢印Z1方向に変位する。揺動部材152は、弾性部材153により矢印Z2方向の弾性的に押圧されており、ピエゾ素子151が元の状態に復帰すると、矢印Z2方向に復帰する。   When the piezo element 151 extends in the directions of arrows Z1 and Z2, the swing member 152 is displaced in the direction of arrow Z1. The swing member 152 is elastically pressed in the direction of the arrow Z2 by the elastic member 153. When the piezo element 151 returns to the original state, the swing member 152 returns to the direction of the arrow Z2.

弾性部材153は、例えば、皿バネから構成されており、揺動部材152を矢印Z2方向に揺動部材152に弾性的に押圧する。揺動部152の先端には、電極部141が固定されている。   The elastic member 153 is composed of, for example, a disc spring, and elastically presses the swing member 152 against the swing member 152 in the arrow Z2 direction. An electrode part 141 is fixed to the tip of the swing part 152.

ドライバ122は、発振回路123から供給される発振信号を所望の周波数に分周し、分周した周波数に応じた駆動信号を生成し、ピエゾアクチュエータ121に供給する。このとき、ドライバ122は、ピエゾアクチュエータ121の印加電圧によって、ピエゾアクチュエータ121の振幅を検出し、ピエゾアクチュエータ121が所望の振幅で変位するように制御する。また、ドライバ122は、ピエゾアクチュエータ121の変位に同期した同期信号を測定回路113に供給している。   The driver 122 divides the oscillation signal supplied from the oscillation circuit 123 into a desired frequency, generates a drive signal corresponding to the divided frequency, and supplies the drive signal to the piezo actuator 121. At this time, the driver 122 detects the amplitude of the piezo actuator 121 based on the applied voltage of the piezo actuator 121, and controls the piezo actuator 121 to be displaced with a desired amplitude. The driver 122 supplies a synchronization signal synchronized with the displacement of the piezo actuator 121 to the measurement circuit 113.

電極部141は絶縁材から構成されており、先端に測定電極111が取り付けられている。電極部141の周囲には、シールドカバー142が取り付けられている。シールドカバー142は、接地されており、測定電極111にノイズなどが混入することを防止する。電極部141は、測定回路113に接続されている。   The electrode part 141 is comprised from the insulating material, and the measurement electrode 111 is attached to the front-end | tip. A shield cover 142 is attached around the electrode portion 141. The shield cover 142 is grounded and prevents noise and the like from being mixed into the measurement electrode 111. The electrode part 141 is connected to the measurement circuit 113.

電極部141に対向して測定対象101が配置されている。測定対象101は、例えば、半導体や絶縁体など電荷が表面に帯電する材料から構成されている物体であり、固定電極114に載置されて、その表面電位が測定される。固定電極114は、金属材などから構成されており、接地電位とされている。これによって測定対象101の表面が接地電位を基準とした電位となる。   The measurement object 101 is disposed so as to face the electrode unit 141. The measurement object 101 is, for example, an object made of a material that charges a surface such as a semiconductor or an insulator, and is placed on the fixed electrode 114 and its surface potential is measured. The fixed electrode 114 is made of a metal material or the like and is at a ground potential. As a result, the surface of the measuring object 101 becomes a potential based on the ground potential.

測定回路113は、コンデンサC、プリアンプ131、メインアンプ132、位相検波器133、直流増幅器134、表示器135、出力回路136、帰還回路部137から構成されている。   The measurement circuit 113 includes a capacitor C, a preamplifier 131, a main amplifier 132, a phase detector 133, a DC amplifier 134, a display unit 135, an output circuit 136, and a feedback circuit unit 137.

測定電極111は、コンデンサCを介してプリアンプ131に接続されている。コンデンサCは、測定電極111の直流成分をカットした信号を検出信号としてプリアンプ131に供給する。プリアンプ131は、検出信号を増幅する。プリアンプ131で増幅された検出信号は、メインアンプ132に供給される。   The measurement electrode 111 is connected to the preamplifier 131 via the capacitor C. The capacitor C supplies a signal obtained by cutting the DC component of the measurement electrode 111 to the preamplifier 131 as a detection signal. The preamplifier 131 amplifies the detection signal. The detection signal amplified by the preamplifier 131 is supplied to the main amplifier 132.

メインアンプ132は、プリアンプ131で増幅された検出信号を更に増幅する。メインアンプ132で増幅された検出信号は、位相検波器133に供給される。   The main amplifier 132 further amplifies the detection signal amplified by the preamplifier 131. The detection signal amplified by the main amplifier 132 is supplied to the phase detector 133.

位相検波器133には、ドライバ122からピエゾアクチュエータ121の駆動に同期した同期信号が供給されており、検出信号と同期信号との位相差に応じた直流信号を出力する。位相検波器133で検波された直流信号は、測定対象101の表面電位に応じた信号であり、直流増幅器134に供給される。直流増幅器134は、位相検波器133から供給された直流信号を直流増幅する。   The phase detector 133 is supplied with a synchronization signal synchronized with the driving of the piezo actuator 121 from the driver 122, and outputs a DC signal corresponding to the phase difference between the detection signal and the synchronization signal. The DC signal detected by the phase detector 133 is a signal corresponding to the surface potential of the measurement target 101 and is supplied to the DC amplifier 134. The DC amplifier 134 DC amplifies the DC signal supplied from the phase detector 133.

直流増幅器134で増幅された信号が出力信号として、表示器135及び出力回路136並びに帰還回路部137に供給される。表示器135は、例えば、LCDなどのディジタル表示パネルから構成されており、直流増幅器134の出力信号に基づいて測定対象101の表面電位を数値化して、表示器135に表示する。   The signal amplified by the DC amplifier 134 is supplied as an output signal to the display unit 135, the output circuit 136, and the feedback circuit unit 137. The display unit 135 is constituted by a digital display panel such as an LCD, for example, and the surface potential of the measurement object 101 is digitized based on the output signal of the DC amplifier 134 and displayed on the display unit 135.

出力回路136は、直流増幅器134で増幅された信号を出力信号として出力端子Tout+から出力する。   The output circuit 136 outputs the signal amplified by the DC amplifier 134 from the output terminal Tout + as an output signal.

〔帰還回路部137〕
図3は帰還回路部137のブロック構成図を示す。
[Feedback circuit section 137]
FIG. 3 is a block diagram of the feedback circuit unit 137.

帰還回路部137は、高電圧発生器161、抵抗R1〜R3から構成されている。   The feedback circuit unit 137 includes a high voltage generator 161 and resistors R1 to R3.

高電圧発生器161には、直流増幅器134で増幅された出力信号が供給されており、直流増幅器134からの出力信号に応じた高電圧を発生する。高電圧発生器161で発生された高電圧は、抵抗R1、R2によって分圧されて、抵抗R3を通して帰還信号として測定電極111に印加される。帰還回路部137からの帰還信号により測定電極111の電位が一定に保たれ、検出信号が安定し、これによって測定動作が安定化する。   The high voltage generator 161 is supplied with the output signal amplified by the DC amplifier 134 and generates a high voltage corresponding to the output signal from the DC amplifier 134. The high voltage generated by the high voltage generator 161 is divided by the resistors R1 and R2, and applied to the measurement electrode 111 as a feedback signal through the resistor R3. The potential of the measurement electrode 111 is kept constant by the feedback signal from the feedback circuit unit 137, and the detection signal is stabilized, thereby stabilizing the measurement operation.

〔効果〕
本実施例によれば、測定電極111を測定対象101に対して変位させる駆動部112のアクチュエータとしてピエゾアクチュエータ121を用いることにより高周波数で測定対象101を駆動することができる。これによって測定電極111を測定対象101に対して高速に変位させることができるため、検出信号を大きく取ることができ、これによって微小な電位も検出できるようになる。
〔effect〕
According to the present embodiment, the measurement object 101 can be driven at a high frequency by using the piezo actuator 121 as the actuator of the drive unit 112 that displaces the measurement electrode 111 with respect to the measurement object 101. As a result, the measurement electrode 111 can be displaced with respect to the measurement object 101 at a high speed, so that a large detection signal can be obtained, and thus a minute potential can be detected.

例えば、測定電極111の変位の周波数を1kHzとしたとき、1mV〜1V程度の表面電位の検出が可能となる。   For example, when the frequency of displacement of the measuring electrode 111 is 1 kHz, a surface potential of about 1 mV to 1 V can be detected.

このように、本実施例によれば、従来の測定可能であった100〜600V程度の表面電位を1mV〜1V程度とすることができ、これによって低い表面電位を高精度に測定できるようになった。本実施例の表面電位測定装置100を用いることにより、例えば、半導体ウェアなど数mV〜数V程度の小さい表面電位までも測定可能となり、種々の分野に適用可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the surface potential of about 100 to 600 V, which was conventionally measurable, can be set to about 1 mV to 1 V, and thereby a low surface potential can be measured with high accuracy. It was. By using the surface potential measuring apparatus 100 of the present embodiment, for example, it is possible to measure even a small surface potential of several mV to several V such as semiconductor wear, and it can be applied to various fields.

〔他の実施例〕
図4は本発明の他の実施例のブロック構成図を示す。図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Other Examples]
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施例の表面電位測定装置200は、直流電源211により測定電極111を一定電位に固定し、固定電極114を測定回路212に接続して、固定電極114の電位に応じて測定対象101の表面電位を測定する。これによって、検出信号が固定電極114から取得できるため、検出信号が振動の影響を受けることがなく、振動に強い表面電位の測定が可能となる。よって、高精度に表面電位を測定できるようになる。   In the surface potential measuring apparatus 200 of the present embodiment, the measurement electrode 111 is fixed at a constant potential by a DC power supply 211, the fixed electrode 114 is connected to the measurement circuit 212, and the surface of the measurement object 101 is determined according to the potential of the fixed electrode 114. Measure the potential. Accordingly, since the detection signal can be acquired from the fixed electrode 114, the detection signal is not affected by the vibration, and the surface potential that is strong against the vibration can be measured. Therefore, the surface potential can be measured with high accuracy.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形例が実現できることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be realized without departing from the gist of the present invention.

本発明の一実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of one Example of this invention. 本発明の一実施例の駆動部の断面図である。It is sectional drawing of the drive part of one Example of this invention. 帰還回路部137のブロック構成図である。3 is a block configuration diagram of a feedback circuit unit 137. FIG. 本発明の他の実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of the other Example of this invention. 非接触型表面電位測定装置の原理ブロック構成図である。It is a principle block block diagram of a non-contact type surface potential measuring device.

符号の説明Explanation of symbols

100、200 表面電位測定装置
111 測定電極、112 駆動部、113 測定部、114 固定電極
121 ピエゾアクチュエータ、122 ドライバ、123 発振回路
131 プリアンプ、132 メインアンプ、133 位相検波器
134 直流増幅器、135 表示器、136 出力回路、137 帰還回路部
141 電極部、142 シールドカバー
151 ピエゾ素子、152 揺動部材、153 弾性部材、154 ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 Surface potential measuring apparatus 111 Measuring electrode, 112 Drive part, 113 Measuring part, 114 Fixed electrode 121 Piezo actuator, 122 Driver, 123 Oscillator circuit 131 Preamplifier, 132 Main amplifier, 133 Phase detector 134 DC amplifier, 135 Display 136 Output circuit, 137 Feedback circuit part 141 Electrode part, 142 Shield cover 151 Piezo element, 152 Oscillating member, 153 Elastic member, 154 Case

Claims (6)

測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置において、
前記測定対象に対向して設けられる測定電極と、
前記測定対象と前記測定電極との距離を変位させる駆動部と、
前記測定電極に発生する電圧に基づいて前記測定対象の表面電位を測定する測定部とを有し、
前記駆動部は、ピエゾアクチュエータにより前記測定電極を変位させる構成とされていることを特徴とする表面電位測定装置。
In a surface potential measuring device that measures the surface potential of a measurement object,
A measurement electrode provided facing the measurement object;
A drive unit for displacing a distance between the measurement object and the measurement electrode;
A measurement unit that measures the surface potential of the measurement object based on a voltage generated in the measurement electrode;
The drive unit is configured to displace the measurement electrode by a piezoelectric actuator.
前記駆動部は、前記ピエゾアクチュエータを駆動する駆動回路を有し、
前記測定部は、前記測定電極部の電位を増幅する増幅回路と、
前記駆動回路から前記ピエゾアクチュエータの駆動信号に同期した同期信号が供給されており、前記同期信号と前記増幅回路の出力信号との位相差を検出する位相検波器と、
前記位相検波器の出力信号に基づいて前記測定対象の表面電位に応じた信号を出力する出力回路とを有することを特徴とする請求項1記載の表面電位測定装置。
The drive unit has a drive circuit for driving the piezo actuator,
The measurement unit includes an amplification circuit that amplifies the potential of the measurement electrode unit;
A synchronization signal that is synchronized with the drive signal of the piezo actuator is supplied from the drive circuit, and a phase detector that detects a phase difference between the synchronization signal and the output signal of the amplifier circuit;
The surface potential measuring device according to claim 1, further comprising: an output circuit that outputs a signal corresponding to the surface potential of the measurement object based on an output signal of the phase detector.
前記測定部は、前記出力回路の出力信号に応じた帰還電圧を前記測定電極に帰還する帰還回路を有することを特徴とする請求項1又は2記載の表面電位測定装置。 The surface potential measuring device according to claim 1, wherein the measurement unit includes a feedback circuit that feeds back a feedback voltage corresponding to an output signal of the output circuit to the measurement electrode. 測定対象の表面電位を測定する表面電位測定装置において、
前記測定対象に対向して設けられ、一定電位が印加される測定電極と、
前記測定対象と前記測定電極との距離を変位させる駆動部と、
前記測定対象に接触する固定電極とを有し、
前記測定対象に発生する電圧に基づいて前記測定対象の表面電位を測定する測定部とを有し、
前記駆動部は、ピエゾアクチュエータにより前記測定電極を変位させる構成とされていることを特徴とする表面電位測定装置。
In a surface potential measuring device that measures the surface potential of a measurement object,
A measurement electrode provided opposite to the measurement object and to which a constant potential is applied;
A drive unit for displacing a distance between the measurement object and the measurement electrode;
A fixed electrode in contact with the measurement object,
A measurement unit that measures a surface potential of the measurement object based on a voltage generated in the measurement object;
The drive unit is configured to displace the measurement electrode by a piezoelectric actuator.
前記駆動部は、前記ピエゾアクチュエータを駆動する駆動回路を有し、
前記測定部は、前記測定電極部の電位を増幅する増幅回路と、
前記駆動回路から前記ピエゾアクチュエータの駆動信号に同期した同期信号が供給されており、前記同期信号と前記増幅回路の出力信号との位相差を検出する位相検波器と、
前記位相検波器の出力信号に基づいて前記測定対象の表面電位に応じた信号を出力する出力回路とを有することを特徴とする請求項4記載の表面電位測定装置。
The drive unit has a drive circuit for driving the piezo actuator,
The measurement unit includes an amplification circuit that amplifies the potential of the measurement electrode unit;
A synchronization signal that is synchronized with the drive signal of the piezo actuator is supplied from the drive circuit, and a phase detector that detects a phase difference between the synchronization signal and the output signal of the amplifier circuit;
5. The surface potential measuring device according to claim 4, further comprising: an output circuit that outputs a signal corresponding to the surface potential of the measurement object based on an output signal of the phase detector.
前記測定部は、前記出力回路の出力信号に応じた帰還電圧を前記固定電極に帰還する帰還回路を有することを特徴とする請求項1又は2記載の表面電位測定装置。 The surface potential measuring device according to claim 1, wherein the measurement unit includes a feedback circuit that feeds back a feedback voltage corresponding to an output signal of the output circuit to the fixed electrode.
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